基于一次谐波的光谱吸收式甲烷气体传感器设计

甲烷气体检测是工业生产、环境监测和科学研究领域中的一个重要研究课题.该文在基于波长调制技术的光谱吸收式光纤气体检测方法的基础上,分析了一次谐波信号的数学模型,提出了一种基于一次谐波设计的光纤甲烷气体传感器的实施方案,设计精确的电流和温度电路控制垂直腔面发射激光器,利用锁相放大器AD630提取一次谐波信号幅度,实现对不同浓度的甲烷气体进行测量.实验结果表明,一次谐波信号幅度与浓度存在着很好的线性关系,分辨率达到20ppm.该系统消除了光源波动的影响,工作稳定,简化了结构,调试简便.     

基于PIC单片机的矿用甲烷传感器的设计

针对传统的甲烷传感器测量精度低、稳定性差、缺乏智能性等问题，介绍了一种智能甲烷传感器的设计方案。该传感器采用多个甲烷气敏元件，以PIC16F877单片机为控制核心，采用C语言进行程序设计。通过单片机控制甲烷传感器，实现对井下甲烷浓度实时采集、处理，并当所测甲烷浓度超过设定的报警上、下限时自动报警，使矿工能够及时脱离危险，是煤矿传感器设计的首选器件。     

基于LabVIEW的TDLAS检测系统多参数影响研究

在基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)红外气体检测系统中,用来表征气体体积分数大小的二次谐波信号,易受到各类硬件参数的影响.基于比尔朗伯定律与HITRAN数据库,使用LabVIEW研究参数对二次谐波的谐波幅值、对称度、峰宽的影响,并进行了谐波优化仿真实验.结果 表明:对于一般TDLAS检测系统,应优先选择合适...     

基于TDLAS技术的高斯线型二次谐波数值模拟与分析

作为新的痕量气体监测分析方法,可调谐二极管激光吸收光谱学的二次谐波技术在大气化学研究和污染气体监测得到实际应用.本文以CO气体的中心波长为λ0=1 579.74 nm的P(5)振-转吸收谱线为目标,建立高斯-线型的二次谐波信号数值模型,仿真得到二次谐波曲线,研究了二次谐波信号特性与调制度m的关系.并对仿真结果与洛仑兹吸收线型二次谐波信号特性进行了分析和比较.     

基于TDLAS技术判定猪肉挥发性盐基氮含量

挥发性盐基氮(TVB-N)含量是猪肉新鲜度检测中的一项重要指标。为了检测猪肉变质过程中挥发出的硫化氢气体(H₂S)浓度,设计了一套基于激光气体检测技术(TDLAS)的气体检测系统,同时利用国标方法测量了相同环境下TVB-N的含量,并探究了新鲜猪肉在25℃,70% 相对湿度(RH)的环境下腐败过程中TVB-N与H₂S气体浓度的变化规律以及两者间的数量关系。结果表明,新鲜猪肉在变质过程中,TVB-N含量和H₂S浓度都逐渐增加,且不同时间点所测得H₂S浓度与TVB-N含量呈直线正相关(p<0.02)。因此,在猪肉变质过程中可以用TDLAS检测H₂S的方法来间接测量TVB-N含量,从而可以快速、无损、精准得到TVB-N含量,提高了肉质检测的效率。     

基于TDLAS的一氧化碳浓度检测的研究

可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）是利用气体分子的吸收光谱技术,痕量大气中污染气体的成分及浓度的新方法．介绍了TDLAS系统的组成及原理,分析了气体检测中二次谐波信号的检测原理,建立了待测浓度气体的二次谐波信号与标准浓度的二次谐波信号之间的模型,并用实验验证了该模型的准确性．     

基于TDLAS一次谐波的甲烷浓度检测系统及其温度补偿研究

本文结合甲烷1 653.72 nm波长2v3带R3支气体吸收线,分析温度变化对甲烷吸收线的谱线特性及甲烷气体浓度测量产生的影响。基于可调谐二极管激光吸收光谱与波长调制光谱技术,应用一次谐波信号检测甲烷气体的浓度,通过温度补偿抑制环境温度变化给检测带来的干扰。实验结果表明,研制的甲烷浓度检测系统的性能稳定,利用温度补偿系数校准后系统测量偏差在1%以内,可以有效地提高系统的检测精度。     

TDLAS湿度传感器与维萨拉湿度传感器性能对比研究

水汽含量对于诸如文物保护、气象、工业生产等领域都有明确标准并需要严格控制,因此能够精确和快速的实现环境湿度监测已成为一大研究热点.现在常用的湿度传感器为芬兰VAISALA生产的湿度传感器系列,但是其测湿部分采用聚合物高分子薄膜电容传感器,存在响应时间长,褪湿慢等缺点,已经不能满足用户需求.基于TDLAS技术的湿度传感器使用半导体激光器作为光源,参考气室提供光谱调节反馈,构成了一种高精度水汽含量检测系统,响应速度快,灵敏度高,可以克服传统湿度传感器的不足.该文以米歇尔露点仪为标准,对比测试了TDLAS湿度传感器与传统的VAISALA电容传感器响应时间、测量精度等性能.证明了TDLAS湿度传感器具有更好的测量准确度与灵敏度.     

基于C8051F330的便携式甲烷检测报警仪的研制

介绍了一款新型便携式甲烷检测报警仪,该仪器基于高速高性能片上系统单片机C8051F330设计,避免了传统仪器弊端,呈现了低成本、低功耗、多功能、智能化等优点.     

TDLAS技术在天然气微量泄漏检测过程中的应用

随着全球对天然气的需求急剧增加,管道输送也显得越来越重要,而高效迅速的天然气管道泄漏检测技术是管道安全运行的重要保障。TDLAS检测技术是利用气体分子吸收光谱的原理来进行天然气泄漏检测的。本文将系统详细的介绍TDLAS技术的研究进展和原理方法,而且设计了一种实验室的TDLAS实验系统,最后指出了现在仍存在的一些问题和未来发展。     

光纤传感技术在煤矿瓦斯、火灾隐患监测预警中的应用研究进展

综述了煤矿通防灾害防治中激光甲烷传感器、激光一氧化碳气体传感器、光纤高灵敏度风速传感器以及光纤分布式传感器等的研究进展。煤矿生产空间范围大、设备数量大、种类多,需要海量传感数据,激光和光纤传感器具有高性能、空间分布式连续监测等独特优势,已逐步成为矿用传感器的技术发展趋势。     

瓦斯传感网络时空数据的预处理

由于煤矿巷道环境恶劣,提高瓦斯传感网络数据可靠性十分重要。从利用传感网络数据的时空关联性出发,研究了基于时空融合的瓦斯传感网络数据的预处理方法。首先,给出了传感网络时间、空间颗粒的定义,提出了瓦斯传感网络时间、空间颗粒的划分方法。接着,论述了异常值检测,以及基于时空融合的瓦斯传感网络数据的平滑预处理方法。仿真结果表明,提出的瓦斯传感网络时空数据预处理方法是有效、合理的。     

煤层气富集矿井采空区瞬变电磁波场变换成像技术

煤矿采空区及采动裂隙是煤层气富集、渗流及赋存的重要载体,精准探测采空区位置及采动裂隙成为煤层气开采的基础工作.基于波场变换理论,采用非线性阻尼最小二乘算法对波场变换积分方程进行反演计算,开展了全空间响应校正及波场数据处理,阐述了矿井瞬变电磁合成孔径工作方法,进行了采空区三维模型波场成像数值模拟,在晋城煤层气富集矿区开展了巷道掘进超前及工作面探测工程应用试验.研究结果表明:波场变换成像技术能够提取瞬变电磁信号中的电性界面信息,对采空区及采动裂隙的富水边界反映明显,钻探验证结果同波场成像及视电阻率综合分析成果吻合,该技术可降低体积效应对采空区及采动裂隙解释工作的不利影响.     

回采工作面瓦斯综合治理技术

瓦斯抽放是瓦斯综合治理的有效技术途径.针对中岭煤矿11031回采工作面的实际情况,将该工作面的瓦斯来源划分为开采层、邻近层和采空区3部分,结合该工作面瓦斯治理现状,对所采用的穿层钻孔、扇形钻孔、交叉钻孔、高位钻孔、大直径钻孔、采空区埋管和专用回风巷7种瓦斯抽放方法进行效果分析,并提出采用分源治理原则在三维空间实施综合治理方案的改进建议,具有一定的工程借鉴意义.     

应用于精准发酵的激光CO2尾气在线检测技术研究

针对精准发酵过程特征气体实时在线监测的需求,采用可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）方法对发酵尾气中CO2进行了检测技术研究,并结合精准发酵工艺特点,研发了一套激光CO₂在线监测分析系统,检测量程为0~2%,实现了全量程范围内测量误差小于0.08%,响应时间达到5.46 s。现场试验结果表明,该系统具有较高的灵敏度、稳定性与可靠性,并且使用寿命较长,适用于精准发酵过程特征气体的在线监测。     

卸压瓦斯抽取及煤与瓦斯共采技术研究

强调指出瓦斯不只是煤矿的一大危害 ,而且它还是一种宝贵的清洁能源。提出了基于采动影响下煤层瓦斯产生“卸压增流效应”的煤与瓦斯共采的理论认识 ,并依此提出了几种井下抽取卸压瓦斯的方法 ,最后分析了煤与瓦斯共采产生的社会经济效益     

近距离高瓦斯煤层群倾斜高抽技术的应用研究

分析了沙曲矿14201工作面的瓦斯涌出特点,对倾斜高抽巷治理瓦斯的工艺技术参数进行了优化,观测了高抽巷治理瓦斯的效果.研究表明,在沙曲矿三软条件下近距离高瓦斯煤层群实施倾斜高抽技术治理瓦斯效果明显,能够抽放出大量的高浓度瓦斯,为工作面的安全生产提供了技术保障.     

Key technology in telemetry system

The recent development of telemetry system is driven by the fast development of technology in the field of computer and network. The systematic introduction is provided to: digital video and image processing, network communication and the realization of those techniques in computer. Biography: ZHENG Dong (1975-), male, Master candidate. Research direction: multimedia and network, digital image processing.     

甲烷其它相态及其意义

对水溶和水合这两种不为人熟知的甲烷相态进行了介绍，分析了水溶甲烷量估算方法和影响因素、以及对矿井安全生产可能构成的潜在威胁。根据水合状态的瓦斯分解需要吸收大量的热而难以在短时间内大量集中涌出的物理化学特性，结合初步试验结果论述了利用水合机理防治矿井瓦斯事故的可行性。理论研究与初步实验表明，利用水合技术防治矿井事故的技术路线是可行的。另外，随着采深的增加，水溶甲烷将对煤矿安全生产构成威胁。